Р. Г. Болбаков Принятие решений в геоинформационных системах

---

УДК 04.82; 528.4
Р.Г.Болбаков
Принятие решений 
в геоинформационных системах
Рассмотрены методы и технологи принятия решении при помощи геоинформационных 
систем. Показана возможность многоаспектного применения системного анализа при 
управлении с помощью ГИС. Показан информационный канал управления с помощью 
ГИС. Показано, что управление с помощью ГИС осуществляется в цифровом и 
визуальном варианте.
Ключевые слова: управление, пространственный анализ, принятие решений, 
геоинформационные системы
R.G.Bolbakov
Decision-making 
in geoinformation systems
The article analyzes the methods and technologies of decision making with the help of 
geographic information systems. The article shows the possibility of multi-dimensional 
analysis of the application of the system in the management of GIS. The article argues that 
GIS creates an information channel management, in addition to organizational management.
The article proves that the management of GIS comes in digital and visual form.
Keywords: management, spatial analysis, decision making, geoinformation systems
В
ведение. В 1996 году правительством 
В. Черномырдина было приято по-
становление «ГИС как орган госу-
дарственной власти». Однако до настоящего 
времени это постановление реализовано ча-
стично. Это обусловлено отчасти недостаточ-
ной разработанностью технологии принятия 
решений с применением ГИС. Теория при-
нятия решений [1] определяет методы выбо-
ра решений в различных ситуациях. По мере 
развития общества и усложнения управленче-
ских задач усложняются условия, в которых 
оказывается лицо принимающее решение 
(ЛПР). В современном обществе возрастает 
роль информационных технологий [2] как ин-
струмента управления. В данной статье рас-
смотрены особенности и уточнены основные 
понятия системного анализа, концепция к по-
становке задачи принятия решений с исполь-
зованием ГИС для выбора альтернатив при 
принятия решений.
ГИС как человеко-машинная система. Ин-
формационная теория управления [3] при-
звана дать ответы на два вопроса: 1. Какие 
информационные модели важны для данного 
выбора решений; 2. Как сопоставить инфор-
мационные модели, факты, информационные 
ситуации и информационные процессы, что-
бы получить логически обоснованное и до-
стоверное решение. Рациональное решение 
должно быть эффективным по выбранным 
критериям эффективности [4]. При страте-
гии выигрыша эффективным будет решение 
с максимальным выигрышем. При затратной 
стратегии эффективным будет решение с ми-
нимальными потерями. При сравнительной 
стратегии эффективным будет решение с мак-
симальной предпочтительностью [5] перед 
другими
Когда принятие решений сталкивается 
с человеко-машинной системой (ЧМС) [6], 
ошибочные действия могут привести к не-
выполнению ЧМС своих функций. В услови-
ях ускорения принятия решений выбор пра-
вильного и научно-обоснованного решения 
приобретает первостепенное значение. В на-
стоящее время разработана система мер по 
управлению с использованием ЧМС [7]. При-
менительно к пространственной информации 
разработан комплекс методов по ее использо-
ванию для управления, основным из которых 
является применение ГИС. Данный метод, 
реализованный в геоинформационных тех-
нологиях, нашел широкое применение вклю-
чая пространственную экономику и теорию 
управления [8]. 
Первоначально применение ГИС своди-
лись к накоплению данных и фактов и визуаль-
ной интерактивной обработке информации. 
Но поскольку ГИС использует геоданные, 
которые являются системным интегрирован-
ным информационным ресурсом [9], то мож-

The State Counsellor, 2015
№4

---

но говорить об интеграционном управлении 
с применением ГИС. Интеграционной аспект 
управления состоит в появлении дополни-
тельных отношений и связей, объединяющих. 
ранее разрозненные данные отдельных наук 
о Земле Появление дополнительных отноше-
ний и связей позволяет объединять различ-
ные виды информации и знаний и получать 
на этой основе новые модели и новое знание.
Особенности современных геоинформаци-
онных систем. В настоящее время геоинфор-
мационные системы как правило, являются 
сложными системами. Поэтому следует го-
ворить о ГИС как о сложных организацион-
но технических системах (СОТС) [10] или о 
сложных технических системах (СТС) [11]. 
Различие определяется типом управления. 
При рассмотрении ГИС как СОТС в управ-
ление включается когнитивный фактор [12]. 
При рассмотрении ГИС как СТС, ГИС рас-
сматривается как чисто технологическая схе-
ма принятия решений. Это более простой ва-
риант использования ГИС который входит и 
также в СОТС.
Важной особенностью ГИС является вы-
сокий уровень системности. Как техниче-
скую систему ее можно рассматривать как 
сложную систему (техническую или субстан-
циональную). Технологии применения ГИС 
также можно рассматривать как сложную 
систему (процессуальная система). Наконец, 
данные ГИС – геоданные, являются систем-
ным информационным ресурсом [9] (сложная 
система данных). Это в совокупности дает 
основание применять системный анализ для 
анализа управленческих возможностей ГИС.
С технологических позиций можно гово-
рить об использовании ГИС в управлении как 
о СТС. ГИС как система управления - это вну-
тренне организованная целостная система, в 
которой все элементы связаны друг с другом 
и создают на основе этой связи эффект эмер-
джентности. Отметим основные свойства 
ГИС, которыми она должна удовлетворять как 
СТС [13]. Это целостность, структурность, 
наличие устойчивых связей между элемен-
тами системы. При этом различают системно 
образующие и вспомогательные связи.
Рассмотрение ГИС как сложной системы 
дает основание применять системный анализ 
для исследования ее управленческих возмож-
ностей. Системный управленческий анализ 
целесообразно начинать с выявления и четко-
го формулирования конечных целей системы 
управления. Далее необходимо рассматривать 
проблему также как сложную систему и анали-
зировать последствия и взаимосвязи каждого 
частного решения, согласовывать цели подси-
стем с общей целью системы, выявлять и ана-
лизировать возможные пути достижения цели 
и выбирать из них наиболее эффективные. 
Один из важных факторов эффективности 
управления учет жизненного цикла управ-
ленческой системы, так его этапы оказыва-
ют влияние на эффективность управления. 
Кроме того само управление, как сложная 
система, также имеет свой жизненный цикл. 
Принимать решения приходится на всех 
стадиях жизненного цикла. Согласно наци-
ональному российскому стандарту «Инфор-
мационная технология. Системная инже-
нерия. Процессы жизненного цикла систем 
ISO/IEC15288:2002» различают семь стадий 
жизненного цикла [14]: стадия замысла; ста-
дия разработки; стадия производства; стадия 
применения; стадия управления в поддержки 
применения; стадия прекращения примене-
ния и списания. Дадим краткий комментарий 
некоторым элементам.
1. Замысел: Определение потребности за-
казчиков. Исследование концепции. Форми-
рование предложений по жизнеспособным 
решениям.
2. Разработка: Уточнение требований к си-
стеме. Создание проекта решения. Построе-
ние системы. Проведение верификации и ва-
лидации системы.
3. Производство: Производство системы. 
Инспектирование и тестирование.
4. Эксплуатация: Использование системы 
для удовлетворения нужд заказчиков.
5. Сопровождение: Обеспечение поддер-
живаемых системных воз¬можностей.
6. Снятие с эксплуатации: Хранение, архи-
вирование или списание системы
7. Утилизация.
Требуют пояснения понятия верификации 
и валидации сложной технической системы. 
Верификация (verification) – подтверждение 
на основе представления объективных свиде-
тельств того, что установленные требования 
к функционированию системы были выпол-
нены. Верификация является совокупностью 
действий по сравнению реальных функций 
СТС с требуемыми согласно ее функциональ-
ным характеристикам.
Валидация (validation) – подтверждение 
того, что функциональные характеристики 
СТС реализованы. Валидация в контексте 
жизненного цикла системы является совокуп-
ностью действий, гарантирующих способ-
ность системы выполнять заданные функции 
в соответствии с установленными целями и 
назначением.
Концепция принятия решений и выбора 
альтернатив. Стратегия выбора может быть 
основана на комплексных методах примене-
ния пространственных моделей и алгоритмов. 
При создании управленческих проектов лицо, 
принимающее решение (ЛПР), сталкивается с 
задачами принятия решений на этапах стра-
тегического прогнозирования, планирования, 

Государственный Советник, 2015
№4

---

распределения ресурсов и формирования 
(синтеза) альтернативных решений и пр. Ре-
шение таких задач сводится к выбору одного 
или нескольких лучших альтернативных ва-
риантов из заданного набора множеств [15]. 
Для того чтобы сделать такой выбор, необхо-
димо четко определить цель, задачи и крите-
рии (совокупность показателей качества), по 
которым будет проводиться та или иная оцен-
ка для некоторого набора альтернативных ва-
риантов.
Существует множество различных подхо-
дов для выбора обоснованных решений при 
выборе управленческих проектов [16]. При-
ведем один из подходов применительно к 
критериальному выбору.
Пусть d - некоторое решение, возможные 
варианты которого определены на допусти-
мом множестве D. Качество принимаемого 
решения ЛПР оценивается n скалярными 
критериями R
j
, j= 1,2, ...,n, оценки по которым 
образуют вектор эффективности r (r
1
, r
2
,… r
n
). 
Этот вектор и связан с альтернативой d функ-
циональным отображением
F: d → r(d)
Оценка эффективности может быть срав-
нительной и абсолютной. При абсолютной 
оценке критериальная оценка r
(d) для вари-
анта d зависит только от этого варианта и не 
зависит от того, какие другие варианты вклю-
чены в множество X. После получения абсо-
лютной оценки для каждого варианта проис-
ходит сравнение альтернатив по абсолютным 
оценкам.
При сравнительной оценке [5] критериаль-
ная оценка r
i
(d) для варианта d
i
зависит от 
оценок r
j
(d) j≠i других вариантов включен-
ных в множество X. Сравнительная оценка 
получается сразу для всех вариантов.
Технология постановки задачи управления 
в принятии решения при разработке проекта 
решения при помощи ГИС включает: про-
странственный анализ, разработку сценария, 
построение пространственных и математиче-
ских моделей, реализацию решения с контро-
лем на визуальном уровне. Последнее являет-
ся существенным преимуществом ГИС перед 
другими системами управления, поскольку 
визуальный анализ позволяет подключать 
когнитивную графику и когнитивные методы 
управления [12].
Выбор того или иного метода принятия 
решений зависит от количества и качества 
имеющейся информации. Как правило, та-
кая информация черпается из геоданных [9] 
Данные, необходимые для осуществления 
обоснованного выбора, можно разделить на 
четыре категории: информация об альтерна-
тивных вариантах, информация о критериях 
выбора, информация о предпочтениях, ин-
формация об оценке эффективности решения.
Показатель эффективности решения оце-
нивает качественную и количественную сте-
пень достижения цели [17], а критерий эф-
фективности является некоторым правилом, 
с помощью которого по данному показателю 
эффективности выбирается наиболее предпо-
чтительный вариант решения.
Процедура принятия решений при ис-
пользовании ГИС. При выборе альтернатив 
важным этапом является процесс принятия 
решений. Этот процесс является сложным, 
состоящим из ряда этапов. Рассмотрим про-
цессы принятия решений при формировании 
управленческого решения. Управленческое 
решение рассматривается как иерархическая 
сложная система. Схема приведена на рис.1.
Рис.1. Схема принятия решений 
с использованием ГИС
Некоторые этапы, приведенные на рис.1, 
включают ряд дополнительных процессов. 
Этап оценка решения включает процесс оцен-
ки рисков. Этап принятие решения включает 
процессы управления конфигурацией ГИС. 
Особенность схемы на рис.1 в том, что она 
является двухканальной. Один канал являет-
ся организационно-технологическим. Второй 
канал является информационным. Инфор-
мационный канал управления осуществляет 
функции поддержки управления, контроля 
или дублирования. Все зависит от оператив-
ности решения. Основными является канал 
с минимальным временем реакции. Кроме 
того, информационный канал для ГИС также 
является двойным. Он включает визуальное 
управление и цифровое управление.
Одной из особенностей применения ГИС 
является то, что ГИС формирует информаци-
онную модель, которая называется проектом. 
Процессы проекта используются для установ-
ления и выполнения планов, оценки фактиче-
ских достижений и продвижений проекта в 
соответствии с планами и для контроля вы-
полнения проекта вплоть до его завершения. 
Планирование решения
Оценка решения
Принятие решения
Контроль решения
Кооректировка решения
Управление информацией

The State Counsellor, 2015
№4

---

Отдельные процессы проекта могут осущест-
вляться в любой момент жизненного цикла 
и на любом уровне иерархии проектов как в 
соответствии с проектными планами, так и с 
учетом непредвиденных обстоятельств. Уро-
вень точности и формализации, с которой 
осуществляются процессы проекта, зависит 
от сложности самого проекта и проектных 
рисков.
Планирование исследования операции, 
оценка и контроль являются ключевыми про-
цессами практически для всех видов управ-
ления. Управление на основе проекта ГИС 
включает определение статуса проекта. В ходе 
этого анализа реализации проводится оценка 
развития проекта и достижений относительно 
требований, планов и целей бизнеса. В случае 
обнаружения существенных отклонений (раз-
рывов) информация сообщается в систему 
управления для осуществления корректирую-
щих управляющих воздействий.
В системном анализе считают, что выбор 
- это уже принятие решений. Однако из пред-
ставленных элементов процесса принятия 
решений (рис.1) виден ряд вспомогательных 
корректирующих и дублирующих этапов. 
Цель процесса контроля решения заключает-
ся в организации исполнения плана решения 
и обе¬спечении гарантий реализации реше-
ния в соответствии с заданными планами и 
графиками.
В результате управления процессом приня-
тия решений:
• определяются и совершаются корректи-
рующие действия, если результаты проекта не 
соответствуют запланированным заданиям;
• инициируется перепланирование проек-
та, если цели проекта или ограничения изме-
нились, или допущения, сделанные при пла-
нировании, оказались неверными;
• санкционируются действия по переходу 
от одного запланированного этапа или собы-
тия к следующему (при условии успешной 
реализации предыдущего этапа или события).
В соответствии с ГОСТ ИСО 15288- 2002 
цель принятия решений заключается в выбо-
ре из существующих альтернатив наиболее 
предпочтительного направления проектных 
действий. Это повышает значение теории 
предпочтений [5] как сравнительного метода 
оценки проекта. Альтернативные действия 
анализируются, и выбирается направление 
действий. Решения и их обоснование доку-
ментируются для поддержки принятия реше-
ний в будущем. В результате осуществления 
комплексного процесса принятия решений:
• определяется стратегия принятия реше-
ний с помощью ГИС;
• определяются альтернативы с использо-
ванием ГИС;
• выбирается наиболее предпочтительная 
альтернатива на основе критериального под-
хода с использованием абсолютной или срав-
нительной оценкие направление действий;
• принятое решение прорабатывается в ви-
зуальном и цифровом варианте.
Современные ситуационные комнаты ос-
нованы на концепции двойного решения в 
цифровом и визуальном вариантах.
Технология принятия решения включает 
разные по качеству этапы. В общем виде про-
цесс принятия решения с технологической 
точки зрения может быть представлен в сле-
дующей последовательности:
Этап 1. Декомпозиция стратегической цели 
на частные цели.
Этап 2. Анализ ресурсов для достижения 
целей.
Этап 3. Формирование решений на основе 
имеющихся ресурсов.
Этап 4. Формирование решений на основе 
информационной ситуации и информацион-
ной позиции объекта управления.
Этап 5. Комплексная оценка (верификация 
и валидация) решений.
Этап 6. Реализация решения.
Этап 7. Контроль и корректировка реше-
ния.
Этап 1 является важным и определяющим, 
так как дает переход от абстрактных целей и 
задач к реальным целям.
На втором этапе исследуются реальные ре-
сурсы системы. Методологической основой 
этого этапа является системный анализ с ис-
пользованием экспертных методов.
На третьем этапе технологические реше-
ния становятся ресурсопригодными для дан-
ной организации.
На четвертом этапе технологические реше-
ния корректируются с учетом действий кон-
курентов и реальной окружающей ситуации
На пятом этапе осуществляется комплекс-
ный анализ и прорабатываются сценарии раз-
вития решений и варианты решений.
Важным является шестой этап, на котором 
необходимо реализовать решение с учетом 
динамики изменения ситуации.
Седьмой этап реализует корректирует пер-
воначальное решение. Если в процессе его 
реализации произошли изменения, не учтен-
ные при формировании решения.
Процесс принятия решений может прохо-
дить по иерархической [18] или сетецентри-
ческой [19] схеме. При этом ГИС использует 
факторы, которые другие системы управления 
использовать не могут. Это пространствен-
ные отношения и пространственный анализ.
Заключение. ГИС имеет все компоненты 
автоматизированной системы управления 
[20]. В тоже время она позволяет использо-
вать методы информационного управления, 
причем в цифровом и визуальном вариантах. 

Государственный Советник, 2015
№4

---

Процедура принятия решений с помощью 
ГИС позволяет использовать системный ана-
лиз для анализа ГИС как СТС, для системного 
анализа технологий управления и для анализа 
данных (геоданных) которые использует ГИС 
при формировании управленческого реше-
ния. Этим повышает управляемость решения, 
надежность решения и снижаются риски.